集線器

集線器

集線器的英文稱為“Hub”。“Hub”是“中心”的意思,集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大,以擴大網路的傳輸距離,同時把所有節點集中在以它為中心的節點上。

  • 中文名稱
    集線器
  • 外文名稱
    Hub
  • OSI模型對應
    物理層

基本簡介

集線器是區域網路中使用的連線設備,它具有多個連線埠,可連線多台電腦。在區域網路中常以集線器為中心,將所有分散的工作站與伺服器連線在一起,形成星型結構的區域網路系統。集線器的優點除了能夠互連多個終端以外,其優點是當其中一個節點的線路發生故障時不會影響到其他節點。[1]集線器(HUB)屬于資料通信系統中的基礎設備,它和雙絞線等傳輸介質一樣,是一種不需任何軟體支持或隻需很少管理軟體管理的硬體設備。它被廣泛套用到各種場合。集線器工作在區域網路(LAN)環境,像網卡一樣,套用于OSI參考模型第一層,因此又被稱為物理層設備。集線器內部採用了電器互聯,當維護LAN的環境是邏輯匯流排或環型結構時,完全可以用集線器建立一個物理上的星型或樹型網路結構。在這方面,集線器所起的作用相當于多連線埠的中繼器。其實,集線器實際上就是中繼器的一種,其區別僅在于集線器能夠提供更多的連線埠服務,所以集線器又叫多口中繼器。

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圖片

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作用詳述

集線器屬于純硬體網路底層設備,基本上不具有類似于交換機的"智慧型記憶"能力和"學習"能力。它也不具備交換機所具有的MAC地址表,所以它傳送資料時都是沒有針對性的,而是採用廣播方式傳送。也就是說當它要向某節點傳送資料時,不是直接把資料傳送到目的節點,而是把封包傳送到與集線器相連的所有節點,如圖所示,簡單明了。
  這種廣播傳送資料方式有三方面不足:(1)使用者封包向所有節點傳送,很可能帶來資料通信的不安全因素,一些別有用心的人很容易就能非法截獲他人的封包;(2)由于所有封包都是向所有節點同時傳送,加上其共享頻寬方式(如果兩個設備共享10M的集線器,那麽每個設備就隻有5M的頻寬),就更加可能造成網路塞車現象,更加降低了網路執行效率。(3)非雙工傳輸,網路通信效率低。集線器的同一時刻每一個連線埠隻能進行一個方向的資料通信,而不能像交換機那樣進行雙向雙工傳輸,網路執行效率低,不能滿足較大型網路通信需求。
  正因如此,盡管集線器技術也在不斷改進,但實質上就是加入了一些交換機(SWITCH)技術,發展到了今天的具有堆疊技術的堆疊式集線器,有的集線器還具有智慧型交換機功能。可以說集線器產品已在技術上向交換機技術進行了過渡,具備了一定的智慧型性和資料交換能力。但隨著交換機價格的不斷下降,僅有的價格優勢已不再明顯,集線器的市場越來越小,處于淘汰的邊緣。盡管如此,集線器對于家庭或者小型企業來說,在經濟上還是有一點誘惑力的,特別適合家庭幾台機器的網路中或者中小型公司作為分支網路使用。  HUB是一個多連線埠的轉發器,當以HUB為中心設備時,網路中某條線路產生了故障,並不影響其它線路的工作。所以HUB在區域網路中得到了廣泛的套用。大多數的時候它用在星型與樹型網路拓撲結構中,以RJ45接口與各主機相連(也有BNC接口),HUB按照不同的說法有很多種類。
  HUB按照對輸入信號的處理方式上,可以分為無源HUB、有源HUB、智慧型HUB。
  無源HUB:它是最次的一種(詞土了點兒^_^),不對信號做任何的處理,對介質的傳輸距離沒有擴展,並且對信號有一定的影響。連線在這種HUB上的每台電腦,都能收到來自同一HUB上所有其它電腦發出的信號;
  有源HUB:有源HUB與無源HUB的區別就在于它能對信號放大或再生,這樣它就延長了兩台主機間的有效傳輸距離;
  智慧型HUB:一聽這詞就知道這家伙一定比那兩個強!智慧型HUB除具備有源HUB所有的功能外,還有網路管理及路由功能。在智慧型HUB網路中,不是每台機器都能收到信號,隻有與信號目的地址相同地址連線埠電腦才能收到。有些智慧型HUB可自行選擇最佳路徑,這就對網路有很好的管理。
  按其它方法還有很多種類,如10M、100M、10/100M自適應HUB等等,這裏就不一一介紹了。總之,現在的市場價格貴不到哪去,盡量買好一點的。
  如果我們經常接觸網路,對作為構建區域網路的基礎設備集線器應該不會陌生,但是對于集線器背後各方面的知識,我們又知道多少呢?

集線器

主要特點

依據IEEE 802.3協定,集線器功能是隨機選出某一連線埠的設備,並讓它獨佔全部頻寬,與集線器的上聯設備(交換機路由器或伺服器等)進行通信。由此可以看出,集線器在工作時具有以下兩個特點。
  首先是Hub隻是一個多連線埠的信號放大設備,工作中當一個連線埠接收到資料信號時,由于信號在從源連線埠到Hub的傳輸過程中已有了衰減,所以Hub便將該信號進行整形放大,使被衰減的信號再生(恢復)到傳送時的狀態,緊接著轉發到其他所有處于工作狀態的連線埠上。從Hub的工作方式可以看出,它在網路中隻起到信號放大和重發作用,其目的是擴大網路的傳輸範圍,而不具備信號的定向傳送能力,是—個標準的共享式設備。因此有人稱集線器為“傻Hub”或“啞Hub”。
  不過,隨著技術的發展和需求的變化,目前的許多Hub在功能上進行了拓寬,不再受這種工作機製的影響。由Hub組成的網路是共享式網路,同時Hub也隻能夠在半雙工下工作。
  Hub主要用于共享網路的組建,是解決從伺服器直接到桌面經濟的方案。在交換式網路中,Hub直接與交換機相連,將交換機連線埠的資料送到桌面。使用Hub組網靈活,它處于網路的一個星型結點,對結點相連的工作站進行集中管理,不讓出問題的工作站影響整個網路的正常運行,並且使用者的加入和退出也很自由。

基本分類

集線器有很多種類型。

按結構分類

按結構和功能分類,集線器可分為未管理的集線器、堆疊式集線器和底盤集線器三類。
  (1)未管理的集線器
  最簡單的集線器通過乙太網匯流排提供中央網路連線,以星形的形式連線起來。這稱之為未管理的集線器,隻用于很小型的至多12個節點的網路中(在少數情況下,可以更多一些)。未管理的集線器沒有管理軟體或協定來提供網路管理功能,這種集線器可以是無源的,也可以是有源的,有源集線器使用得更多。
  (2)堆疊式集線器
  堆疊式集線器是稍微復雜一些的集線器。堆疊式集線器最顯著的特征是8個轉發器可以直接彼此相連。這樣隻需簡單地增加集線器並將其連線到已經安裝的集線器上就可以擴展網路,這種方法不僅成本低,而且簡單易行。
  (3)底盤集線器
  底盤集線器是一種模組化的設備,在其底板電路板上可以插入多種類型的模組。有些集線器帶有冗餘的底板和電源。同時,有些模組允許使用者不必關閉整個集線器便可替換那些失效的模組。集線器的底板給插入模組準備了多條匯流排,這些插入模組可以適應不同的段,如乙太網、快速乙太網、光纖分散式資料接口(Fiber Distributed Data Interface,FDDl)和非同步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM)中。有些集線器還包含有網橋、路由器或交換模組。有源的底盤集線器還可能會有重定時的模組,用來與放大的資料信號關聯。

集線器

按類型分類

區域網路角度來區分,集線器可分為五種不同類型。
  (1)單中繼網段集線器
  最簡單的集線器,是一類用于最簡單的中繼式LAN網段的集線器,與堆疊式乙太網集線器或令牌環網多站訪問部件(MAU)等類似。
  (2)多網段集線器
  從單中繼網段集線器直接派生而來,採用集線器背板,這種集線器帶有多個中繼網段。其主要優點是可以將使用者分布于多個中繼網段上,以減少每個網段的信息流量負載,網段之間的信息流量一般要求獨立的網橋或路由器
  (3)連線埠交換式集線器
  該集成器是在多網段集線器基礎上,將使用者連線埠和多個背板網段之間的連線過程自動化,並通過增加連線埠交換矩陣(PSM)來實現的集線器。PSM可提供一種自動工具,用于將任何外來使用者連線埠連線到集線器背板上的任何中繼網段上。連線埠交換式集線器的主要優點是,可實現移動、增加和修改的自動化特點。
  (4)網路互聯集線器
  連線埠交換式集線器註重連線埠交換,而網路互聯集線器在背板的多個網段之間可提供一些類型的集成連線,該功能通過一台綜合網橋、路由器或LAN交換機來完成。目前,這類集線器通常都採用機箱形式。
  (5)交換式集線器
  目前,集線器和交換機之間的界限已變得模糊。交換式集線器有一個核心交換式背板,採用一個純粹的交換系統代替傳統的共享介質中繼網段。此類產品已經上市,並且混合的(中繼/交換)集線器很可能在以後幾年控製這一市場。應該指出,這類集線器和交換機之間的特徵幾乎沒有區別。

選擇方法

隨著技術的發展,在區域網路尤其是—些大中型區域網路中,集線器已逐漸退出套用,而被交換機代替。目前,集線器主要套用于一些中小型網路或大中型網路的邊緣部分。下面以中小型區域網路的套用為特點,介紹其選擇方法。

速度

集線器速度的選擇,主要決定于以下3個因素。
  (1)上聯設備頻寬
  如果上聯設備允許跑100Mbit/s,自然可購買100Mbit/s集線器;否則10Mbit/s集線器應是理想選擇,由于是對于網路連線設備數較少,而且通信流量不是很大的網路來說,10Mbit/s集線器就可以滿足套用需要。
  (2)提供的連線連線埠數
  由于連線在集線器上的所有站點均爭用同一個上行匯流排,所以連線的連線埠數目越多,就越容易造成沖突。同時,發往集線器任一連線埠的資料將被傳送至與集線器相連的所有連線埠上,連線埠數過多將降低設備有效利用率。依據實踐經驗,一個10Mbit/s集線器所管理的電腦數不宜超過15個,100Mbit/s的不宜超過25個。如果超過,應使用交換機來代替集線器。
  (3)套用需求
  傳輸的內容不涉及語音、圖像,傳輸量相對較小時,選擇10Mbit/s即可。如果傳輸量較大,且有可能涉及多媒體套用(註意集線器不適于用來傳輸時間敏感性信號,如語音信號)時, 應當選擇100Mbit/s或10/100Mbit/s自適應集線器。10/100Mbit/s自適應集線器的價格一般要比100Mbit/s的高。

滿足拓展

當一個集線器提供的連線埠不夠時,一般有以下兩種拓展使用者數目的方法。
  (1)堆疊
  堆疊是解決單個集線器連線埠不足時的一種方法,但是因為堆疊在一起的多個集線器還是工作在同一個環境下,所以堆疊的層數也不能太多。然而,市面上許多集線器以其堆疊層數比其他品牌的多而作為賣點,如果遇到這種情況,要區別對待:一方面可堆疊層數越多,一般說明集線器的穩定性越高;另一方面可堆疊層數越多,每個使用者實際可享有的頻寬則越小。
  (2)級連
  級連是在網路中增加使用者數的另一種方法,但是此項功能的使用—般是有條件的,即Hub必須提供可級連的連線埠,此連線埠上常標為“Uplink”或“MDI”的字樣,用此連線埠與其他的Hub進行級連。如果沒有提供專門的連線埠而必須要進行級連時,連線兩個集線器的雙絞線在製作時必須要進行錯線。

提供網管功能

早期的Hub屬于一種低端的產品,且不可管理。近年來,隨著技術的發展,部分集線器在技術上引進了交換機的功能,可通過增加網管模組實現對集線器的簡單管理(SNMP),以方便使用。但需要指出的是,盡管同是對SNMP提供支持,不同廠商的模組是不能混用的,同時同一廠商的不同產品的模組也不同。目前提供SNMP功能的Hub其售價較高,如D-Link公司的DEl824非智慧型型24口10Base-T的售價比加裝網管模組後的DEl8241要便宜1000元左右。

外形尺寸

如果網路系統比較簡單,沒有樓宇之間的綜合布線,而且網路內的使用者比較少,如一個家庭、一個或幾個相鄰的辦公室,則沒有必要再考慮Hub的外形尺寸。但是有的時候情況並非如此,例如為了便于對多個Hub進行集中管理,在購買Hub之前已經購置了機櫃,這時在選購Hub時必須要考慮它的外形尺寸,否則Hub無法安裝在機架上。現在市面上的機櫃在設計時一般都遵循19英寸的工業規範,它可安裝大部分的5口、8口、16口和24口的Hub。不過,為了防止意外,在選購時一定註意它是否符合19英寸工作規範,以便在機櫃中安全、集中地進行管理。

品牌和價格

網卡一樣,目前市面上的Hub基本由美國品牌和中國台灣品牌佔據,近來大陸幾家公司也相繼推出了集線器產品。其中高檔Hub主要還是由美國品牌佔領,如3COM、Intel、Bay等,它們在設計上比較獨特,一般幾個甚至是每個連線埠配置一個處理器,當然,價格也較高。我國台灣地區的D-Link和Accton佔有了中低端Hub的主要份額,大陸的聯想、實達、TPLink等公司分別以雄厚的實力向市場上推出了自己的產品。這些中低檔產品均採用單處理器技術,其外圍電路的設計思想大同小異,實現這些思想的焊接工藝手段也基本相同,價格相差不多,大陸產品相對略便宜些,正日益佔據更大的市場份額。近來,隨交換機產品價格的日益下降,集線器市場日益痿縮,不過,在特定的場合,集線器以其低延遲的特點可以用更低的投入帶來更高的效率。交換機不可能完全代替集線器。

基本原理

我們知道在環型網路中隻存在一個物理信號傳輸通道,都是通過一條傳輸介質來傳輸的,這樣就存在各節點爭搶信道的矛盾,傳輸效率較低。引入集線器這一網路集線設備後,每一個站是用它自己專用的傳輸介質連線到集線器的,各節點間不再隻有一個傳輸通道,各節點發回來的信號通過集線器集中,集線器再把信號整形、放大後傳送到所有節點上,這樣至少在上行通道上不再出現碰撞現象。但基于集線器的網路仍然是一個共享介質區域網路,這裏的"共享"其實就是集線器內部匯流排,所以當上行通道與下行通道同時傳送資料時仍然會存在信號碰撞現象。當集線器將從其內部連線埠檢測到碰撞時,產生碰撞強化信號(Jam)向集線器所連線的目標連線埠進行傳送。 這時所有資料都將不能傳送成功,形成網路"大塞車"。
  出現這種網路現象我們可以用一個形象的現實情形來說明,那就是腳踏車道上同時有兩個方向的車馳來,如圖1所示。
  我們知道,腳踏車道上通常隻允許一個行駛方向的車通過,但是在小城鎮,條件有限通常沒有這樣的規定,腳踏車道也很有可能允許兩個行馳方向的車通過,但是必須是不同時刻經過。在集線器中也一樣,雖然各節點與集線器的連線已有各自獨立的通道,但是在集線器內部卻隻有一個共同的通道,上、下行資料都必須通過這個共享通道傳送和接收資料,這樣有可能像腳踏車道一樣,當上、下行通道同時有資料傳送時,就可能出現塞車現象。很好理解吧?
  正因為集線器的這一不足之處,所以它不能單獨套用于較大網路中(通常是與交換機等設備一起分擔小部分的網路通信負荷),就像在大城市中心不能有腳踏車道一樣,因為網路越大,出現網路碰撞現象的機會就越大。也正因如此,集線器的資料傳輸效率是比較低的,因為它在同一時刻隻能有一個方向的資料傳輸,也就是所謂的"單工"方式。如果網路中要選用集線器作為單一的集線設備,則網路規模最好在10台以內,而且集線器頻寬應為10/100Mbps以上。
  集線器除了共享頻寬這一不足之處外,還有一個方面在選擇集線器時必須要考慮到,那就是它的廣播方式。因為集線器屬于純硬體網路底層設備,基本上不具有"智慧型記憶"能力,更別說"學習"能力了。它也不具備交換機所具有的MAC地址表,所以它傳送資料時都是沒有針對性的,而是採用廣播方式傳送。也就是說當它要向某節點傳送資料時,不是直接把資料傳送到目的節點,而是把封包傳送到與集線器相連的所有節點,圖示如圖2所示。
  這種廣播傳送資料方式有兩方面不足:(1)使用者封包向所有節點傳送,很可能帶來資料通信的不安全因素,一些別有用心的人很容易就能非法截獲他人的封包;(2)由于所有封包都是向所有節點同時傳送,加上以上所介紹的共享頻寬方式,就更加可能造成網路塞車現象,更加降低了網路執行效率。

安裝方法

了解了集線器的工作原理後,我們再來了解一下集線器在區域網路中的安裝與連線方法。
接入設備最重要的是它的接口技術,不同的接口套用于不同的套用環境,不同的套用又對應于相應的接口,不僅集線器如此,包括後面將要講到的交換機路由器等都一樣。集線器的接口相對來說是最簡單的,為了使大家熟練地掌握集線器的各種套用連線,我們有必要對集線器的一些主要接口進行一下認識。

常見連線埠

集線器通常都提供三種類型的連線埠,即RJ-45連線埠、BNC連線埠和AUI連線埠,以適用于連線不同類型電纜構建的網路。一些高檔集線器還提供有光纖連線埠和其他類型的連線埠。
  (1)RJ-45接口
  RJ-45接口可用于連線RJ-45接頭,適用于由雙絞線構建的網路,這種連線埠是最常見的,一般來說乙太網集線器都會提供這種連線埠。我們平常所講的多少口集線器,就是指的具有多少個RJ-45連線埠。如圖3所示。
  集線器的RJ-45連線埠即可直接連線電腦網路印表機等終端設備,也可以與其他交換機、集線器等集線設備和路由器進行連線。需要註意的是,當連線至不同設備時,所使用的雙絞線電纜的跳線方法有所不同。具體參見前面介紹的網線製作篇內容介紹。
  (2)BNC連線埠
  BNC連線埠就是用于與細同軸電纜連線的接口,它一般是通過BNC T型接頭進行連線的,圖4所示的是一個集線器BNC連線埠通過BNC 型接頭連線的示意圖。
  大多數10Mbit/s集線器都擁有一個BNC連線埠。當集線器同時擁有BNC和RJ-45連線埠時,由于既可通過RJ-45連線埠與雙絞線網路連線,又可通過BNC接口與細纜網路連線,因此,可實現雙絞線和細同軸電纜兩個採用不同通訊傳輸介質的網路之間的連線。這種雙接口的特徵可用于兼容原有的細同軸電纜網路(10Base-2),並可實現逐步向主流的雙絞線網路(10Base-T)的過渡,當然還可實現與遠程細同軸電纜網路(少于185米)之間的連線,下圖5所示的是一種通過集線器所帶有的BNC接口與雙絞線RJ-45接口連線兩種不同傳輸介質網路的網路連線示意圖。
  同樣,如果兩個網路之間的距離大于100米,使用雙絞線不能實現兩個網路之間的連線時,這時也可以通過集線器的BNC連線埠利用細同軸電纜傳輸將兩個輸網路連線起來,而兩個網路都可以仍採用雙絞線這種廉價、常見的傳輸介質,如圖6所示。不過要註意的是這兩個網路之間的距離仍不能大于185m。
  (3)AUI連線埠
  AUI連線埠可用于連線粗同軸電纜的AUI接頭,因此這種接口用于與粗同軸電纜網路的連線,它的示意圖如圖7所示,目前帶有這種接口的集線器比較少,主要是在一些骨幹級集線器中才具備。
  由于採用粗同軸電纜作為傳輸介質的網路造價較高,且布線較為困難,所以,實踐中真正用于粗同軸電纜進行布線的情況已十分少見。不過,由于單段粗同軸電纜的(10Base-5)所支持的傳輸距離高達500米,因此,完全可以使用粗同軸電纜作為較遠距離網路之間連線的通訊電纜。因此,也可以作為一種廉價的遠程連線解決方案。連線圖參照上圖6所示,所不同的這裏所採用的網路間的連線介質為粗同軸電纜。
  借助于收發器,AUI連線埠也可實現與RJ-45接口、BNC接口甚至光纖接口的連線。下圖8所示的從左至右分別為:AUI to RJ-45收發器(用于實現AUI連線埠與RJ-45接口的連線)、AUI to BNC收發器(用于實現AUI連線埠與BNC接口的連線)、AUI to ST收發器(用于實現AUI連線埠與光纖接口的連線)。當然這種收發器種類還有許多,如RJ-45 to RS-232、RJ-45 to BNC等。不過千萬不要小看這小小的玩意兒,猜一下其價格,我想多數情況下您是會把它看扁了,我第一次購買時也是怎麽也想不通的這個價格的,但問了許多家(還真難找),我才明白我得接受這個價格事實。一般來說這種產品,正品的要130元左右,是不是出乎您的意料呢?這種轉接口收發器主要品牌有:D-Link、HP等。這種產品起到一個接口類型轉換的作用(當然不是電纜連線這麽簡單,需要通過一定電路來完成的),所以通常稱之為"轉接器"。
  (4)集線器堆疊連線埠
  這種連線埠當然是隻有可堆疊集線器才具備的,它的作用也就是如它的名字一樣,是用來連線兩個可堆疊集線器的。一般來說一個可堆疊集線器中同時具有兩個面板類似的連線埠:一個標註為"UP",另一個就標註為"DOWN",在連線時是用電纜從一個集線器的"UP"連線埠連線到另一個可堆集線器的"DOWN"連線埠上,都是"母"頭,所以連線線端就必須都是"公頭"了,不過這種連線線是購買可堆疊集線器時廠家就會為您提供的,如果損壞或丟失,也可直接在電腦城做一條,隻要對商家講明用途即可,連線埠示意圖如下圖9所示。

安裝

集線器的安裝相對簡單,尤其是傻瓜集線器,隻要將其固定在配線櫃並插上電源線即可。需要連線哪根雙絞線,就把哪根雙絞線的RJ-45頭插入至集線器連線埠即可。智慧型集線器雖然也是固定好就能行使用,不過,如果想實現遠程管理,就必須進行必要的配置,為集線器指定IP地址信息。另外在一些大的網路中一般都採用機架式集線器,這樣就涉及到集線器的機架安裝了。
  集線器從結構上來講有機架式和桌機式的兩種,一般部門用的集線器是採用桌面式;企業機房通常採用機架式。機架式集線器便于固定在一個固定的地方,一般是與其它集線器、交換機,還有的與伺服器安裝放在一個機櫃中,這一樣一來一則便于網路的連線與管理,同時也節省上設備所佔用的空間。如果您在選購時所選購的是機架式的集線器時,您可以選配集線器機架(一般為廠家提供)。下面我們就來看一下機架式集線器的安裝。
  機架式的集線器一般都是與其它設備一起安裝在機櫃中,這些機櫃當然在業界都有相應的結構標準的,特別是在尺寸方面有嚴格的規定(如寬度,1U(單元)的高度等),這樣所有設備都可以方便、美觀地安裝在一起,這就是為什麽集線器裏面空空的,卻非要做得一樣大的原因所在,當然機箱大也有另一方面好處,那就是可以更好地散熱。
  在國際標準機櫃從寬度上大致可分19英寸、23英寸和24英寸三類,這主要是根據伺服器機櫃的要求而定的。根據安裝設備數量的不同,還可以選擇不同高度的機櫃。機櫃的高度通常以"U"作為單位,"U"其實就是"Unit"的意思,中文的意思就是"一單元",1U=1.75英寸。這種機櫃的安裝通常主要按以下幾步來進行。
  第1步: 固定安裝支架
  在將集線器安裝至機櫃之前,應當先在集線器規定位置上安裝固定支架(這要參照操作手冊進行),這是為以後將集線器安裝在機架上作準備。不同的集線器,所安裝的支架有較大的差異,不過,安裝原理基本上是一致的。圖10所示的是Cisco集線器隨機提供的一種安裝支架。
  Cisco公司網路設備的尺寸大多為19英寸(因為19英寸是國際上最為流行的機櫃標準),當將19英寸的網路設備安裝至19英寸機櫃時,安裝支架的固定方式如圖11所示。當將機櫃的尺寸為23或24英寸時,網路設備就需要安裝至23或24英寸機櫃中,安裝支架的固定方式就要如圖12所示。
  第2步: 固定設備
  安裝支架固定好之後,接下來要做的就是把安裝好支架的集線器設備放入機櫃相應位置,並且固定在機櫃中了。其實這種安裝方法很容易,實際上隻是固定幾個鏍釘即可,安裝方式參照圖13所示。
  第3步: 固定導線器
  將集線器安裝至機櫃後,就要進行網線連線了,在一個機櫃中一般來說有好幾個網路設備在地起,這樣也就有許多條網線集中在這個機櫃中,如果這些網線不理清楚的話對網路管理會帶來非常大的不便,為此我們就需要對網線進行捆綁安裝、整理。這時一般就要為網線安裝導線器,從而使成束地網線變得整齊和美觀,且易于管理。導線器的安裝方式如圖14所示。
  上面我們介紹了機架式集線器安裝在機櫃中的方法,這一般適用于較大網路中,對于小型辦公室,通常沒有機櫃,集線器隻能安裝在桌面或牆面上。
  集線器在桌面上的安裝,可先固定安裝支架在桌面上,這種安裝方式要註意又有兩種不同的安裝方向:一種是讓集線器水準放置的水準安裝方式,如圖15為水準固定方式;另一種是讓集線器垂直放置,它的支架固定方式如圖16所示。
  集線器在牆面上安裝的方法同樣有兩種方式:一種是把集線器水準固定在牆上,則可採用如圖17所示的安裝方法;另一種是把集線器垂直安裝在牆上時,則要按圖18所示方式安裝。

連線方法

集線器的連線雖然簡單,基本上不需什麽配置,但是通過對它的連線原理的理解,可以更好地利用集線器,滿足中、小型網路套用需求。在正式介紹集線器的連線方法前,先來了解一下集線器的信號轉發原理。

信號轉發原理

集線器工作于OSI/RM參考模型的物理層和資料鏈路層的MAC(介質訪問控製)子層。物理層定義了電氣信號,符號,線的狀態和時鍾要求,資料編碼和資料傳輸用的連線器。因為集線器隻對信號進行整形、放大後再重發,不進行編碼,所以是物理層的設備。10M集線器在物理層有4個標準接口可用,那就是:10BASE-5、10BASE-2、10BASE-T、10BASE-F。10M集線器的10BASE-5(AUI)連線埠用來連線層1和層2 。
  集線器採用了CSMA/CD(載波幀聽多路訪問/沖突檢測)協定,CSMA/CD為MAC層協定,所以集線器也含有資料鏈路層的內容。
  10M集線器作為一種特殊的多連線埠中繼器,它在連網中繼擴展中要遵循5-4-3規則,即:一個網段最多隻能分5個子網段;一個網段最多隻能有4個中繼器;一個網段最多隻能有三個子網段含有PC,如圖19,子網段2和子網段4是用來延長距離的。
  集線器的工作過程是非常簡單的,它可以這樣的簡單描述:首先是節點發信號到線路,集線器接收該信號,因信號在電纜傳輸中有衰減,集線器接收信號後將衰減的信號整形放大,最後集線器將放大的信號廣播轉發給其他所有連線埠。

2堆疊

為了使集線器滿足大型網路對連線埠的數量要求,一般在較大型網路中都採用集線器的堆疊或級聯方式來解決。但這兩種方式的主要套用場合不一樣,下面先來介紹堆疊方式。
  堆疊方式是指將若幹集線器的以電纜通過堆疊連線埠連線起來,以實現單台集線器連線埠數的擴充,要註意的是隻有可堆疊集線器才具備這種連線埠,一個可堆疊集線器中一般同時具有"UP"和"DOWN"堆疊連線埠,參見圖9。
  集線器堆疊是通過廠家提供的一條專用連線電纜,從一台的"UP"堆疊連線埠直接連線到另一台集線器的"DOWN"堆疊連線埠。堆疊中的所有集線器可視為一個整體的集線器來進行管理,也就是說,堆疊堆中所有的集線器從拓樸結構上可視為一個集線器。如圖20所示的是一款3Com的SuperStack II PS Hub 40/50堆疊集線器的堆疊連線示意圖,而圖21所示的是Cisco FastHub 300/400堆疊集線器堆疊連線示意圖。這種集線器間的連線通常不會佔用集線器上原有的普通連線埠,而且在這種堆疊連線埠中具有智慧型識別性能,所以堆疊在一起的集線器可以當作一台集線器來統一管理。集線器堆疊技術採用了專門的管理模組和堆疊連線電纜,能夠在集線器之間建立一條較寬的寬頻鏈路,這樣每個實際使用的使用者頻寬就有可能更寬(隻有在並不是所有連線埠都在使用情況下)。
  採用堆疊的集線器連線埠擴展方式要受到集線器的種類和間隔距離的限製,首要條件是實現堆疊的集線器必須是可堆疊的;另一個這種堆疊連線一般彼此間隔非常近的向台集線器之間的連線(廠家所能提供的堆疊連線電纜一般是1m的),所以這種集線器連線埠擴展連線方式受距離限製太大。

常見故障

對于最普通最常用的星型拓撲結構來說,集線器(HUB)是心髒部分,一旦它出 問題,整個網路便無法工作,所以它的好壞對于整個網路來說都是相當重要的。
  集線器(HUB)或交換機(Switch)是區域網路中用得最為普及的設備。一般情況下,它們為使用者查找網路故障提供方便,如通過觀察與HUB(或Switch)連線連線埠的指示燈是否發亮,可以判斷網路連線是否正常。對于10/100Mb/s自適應HUB(或Switch)而言,還可通過連線連線埠指示燈的不同顏色來判斷被連線的電腦是工作在10Mb/s狀態下,還是100Mb/s狀態下。所以,在大多數套用場合,HUB(或Switch)的使用是有利于網路維護的。但是,因為HUB(或Switch)的使用不當或自身損壞,都將給網路的連線帶來問題。

無法正常工作

[故障現象]
  將網路從10Mb/s升級到100Mb/s後,網路無法正常工作。
  [故障分析處理]
  在區域網路中,當網路的連線範圍較大時,可通過HUB之間的級聯擴大網路的傳輸距離。在10Mb/s網路中最多可級聯四級,使網路的最大傳輸距離達到600m。但當網路從10Mb/s升級到100Mb/s或新增一個100Mb/s的區域網路時,如果採用普通的方法對100MHUB進行連線將使區域網路絡無法正常工作。眾所周知,在100Mb/s網路中隻允許對兩個100Mb/s的HUB進行級聯,而且兩個100Mb/sHUB之間的連線距離不能大于5m,所以100Mb/s區域網路在使用HUB時最大距離為205m。如果實際連線距離不符合以上要求,網路將無法連線。這一點要引起足夠重視,否則在使用者規劃網路時很容易造成嚴重的錯誤。

級聯時故障

[故障現象]
  某單位自行組建一個區域網路,使用了兩個16口(還帶一個級聯連線埠)的10M共享式集線器,所有電腦通過HUB與總機房的HUB相連。其中HUBA通過級聯連線埠連線到HUBB的第16個連線埠上,HUBB通過級連連線埠連線到總機房的HUB上,其他連線埠分別連線工作站。整個工作站使用靜態IP地址,其值分別為192.168.0.2、192.168.0.3……依次類推,192.168.0.1分配給NT伺服器使用,每台電腦(包括伺服器)的子網掩碼全部為255.255.255.0。在正式連線伺服器前每設定一台工作站,都使用Ping命令進行測試,結果全部都連通,而且HUB A所連線的工作站全部也能用Ping命令與HUB B所連線的工作站相通。但是,當連入了伺服器後,隻有HUB B所連線的工作站能夠登錄伺服器,而HUBA所連線的工作站卻無法登錄。
  [故障分析處理]
  通過觀察電腦上網卡的指示燈,以及兩個HUB上各連線埠的指示燈,除發現HUBB的第16個連線埠與HUB A的級聯連線埠對應的指示燈不亮外,所有網卡和其他連線埠的指示燈都均勻發亮,說明電腦與HUB之間的連線均正常,因此問題極有可能是出在HUBA的級聯連線埠與HUB B的第16個連線埠上。按照這種情況,開始懷疑在HUB A的級聯連線埠和HUB B的第16個連線埠中至少有一個連線埠是壞的。為了進一步確認其連線埠是壞的,可將兩個HUB的位置進行的調換,但結果依然如舊。接下來試著把連線HUB A級聯連線埠的雙絞線插在了HUB B的別處的一個普通連線埠上,結果問題解決了,網路中所有的工作站都能與伺服器連通,而且兩個HUB所連線的工作站都能相互得到回響。 由此可以看出,有些HUB的級聯連線埠和與之緊靠的一個連線埠不是獨立的兩個連線埠,而應屬于同一個連線埠(雖然存在兩個獨立的物理連線埠)。以前的許多HUB是使用了一個撥動開關在兩個連線埠之間進行級聯連線埠的選擇,而在隨後推出的產品中卻省了這個開關,但如果將其中一個連線埠作為級聯連線埠使用,另一個連線埠將無效。

HUB經常燒壞

[故障現象]
  一台連線兩幢樓的HUB經常燒壞,有時候一個月之中就要壞三四次。
  [故障分析處理]
  經測試,其中A樓的電源系統已經老化,零線絕對電壓是30V,火線絕對電壓是 250V,而用萬用表量電壓還是220V;UB到B樓HUB,則兩個HUB要承受30V的電勢差,很可能因此而損壞。解決的辦法很簡單,隻需在A樓的交換機房接一根地線即可。

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